DE2947363A1 - EXHALATION VALVE - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Atmungstherapie-Einrichtungen, insbesondere die Gestaltung und den Aufbau eines Exhalationsventils, das für die Verwendung in verschiedenen Volumenventilatorkreisen abwandelbar ist.The invention relates to respiratory therapy devices, in particular the design and construction of an exhalation valve that can be modified for use in different volume fan circuits.
Volumenventilatorkreise benutzen Exhalationsventile, um einen Druck in dem Kreis aufrechtzuerhalten und um wahlweise zu ermöglichen, daß die Gase, die vom Patienten ausgeatmet werden, abströmen können. Derartige Ventile weisen einen Ventilkörper und eine Gaseinlaßleitung auf, die eine Gasabgabeöffnung im Ventilkörper bildet und eine Gasauslaßleitung. Ein flexibles Diaphragma verschließt die Auslaßöffnung beim Einatmen wahlweise. Wenn der Patient ausatmet, wird das Diaphragma von der Öffnung weggestoßen, so daß die ausgeatmeten Gase aus dem Ventilkörper durch die Gasauslaßleitung nach außen strömen können.Volume fan circuits use exhalation valves to maintain pressure in the circuit and to optionally allow that the gases exhaled by the patient can escape. Such valves have a valve body and a gas inlet conduit forming a gas discharge port in the valve body and a gas outlet conduit. A flexible one The diaphragm optionally closes the outlet opening when inhaling. When the patient exhales, the diaphragm is removed from the Opening pushed away so that the exhaled gases can flow out of the valve body through the gas outlet line to the outside.
Das Druckhaltevermögen eines Volumenventilatorkreises ist von einer Anzahl von Faktoren abhängig, einschließlich dem Verhältnis der Fläche des Diaphragmas, die sich über die Ventilkammer erstreckt (nachfolgend als "wirksame Fläche" bezeichnet) zu der Querschnittsfläche der Gasauslaßöffnung. Für eine entsprechende /nähme wird das Verhältnis der wirksamen Fläche des Diaphragmas zur Fläche der Gasauslaßöffnung nachfolgend als "Ventilflächenverhältnis w bezeichnet.The pressure holding capacity of a volume fan circuit is dependent on a number of factors including the ratio of the area of the diaphragm extending across the valve chamber (hereinafter referred to as "effective area") to the cross-sectional area of the gas outlet opening. For a corresponding one, the ratio of the effective area of the diaphragm to the area of the gas outlet opening is hereinafter referred to as "valve area ratio w .
Einer der am meisten benutzten Volumenventilatoren auf dem Gebiet der Atmungstherapie weist eine begrenzte Fähigkeit zum Halten des erhöhten positiven Endausatmungsdruckes ("P.E.E.P.") ^M ein Kreis verwendet wird, der ein Ventilflächenverhältnis von gewöhnlich unter 1,5 aufweist. Das Ventil, das in derartigen Kreisen verwendet wird, ist speziell gestaltet, um dieses Ver-One of the most widely used volume fans in the field of respiratory therapy has a limited ability to Maintaining elevated positive terminal expiratory pressure ("P.E.E.P.") ^ M a circle is used that represents a valve area ratio usually below 1.5. The valve used in such circles is specially designed to
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hältnis zu erreichen und kann nicht modifiziert werden, um in anderen Kreisen verwendet zu werden, die ein anderes Verhältnis erfordern.ratio and cannot be modified to work in to be used in other circles that require a different relationship.
Ein anderer gebräuchlicher Volumenventilator arbeitet auf eine etwas andere Weise. Diese Maschine ist nicht vom Ventilflächenverhältnis für hohe P.E.E.P.-Drucke abhängig, sondern vom Ventilflächenverhältnis für geringe Ausatmungsleistungen des Patienten über den P.E.E.P.-Drucken. Um das erforderliche Ventilflächenverhältnis zu erreichen, ist das Ventil in besonderer Weise aufgebaut und kann nicht modifiziert werden, um ein anderes Ventilflächenverhältnis zur Verwendung in einer anderen Maschine zu erzeugen.Another common volume fan works in a slightly different way. This machine is not of the valve area ratio for high P.E.E.P.prints, but on the Valve area ratio for low patient exhalation via the P.E.E.P.pressures. To the required valve area ratio To achieve this, the valve is constructed in a special way and cannot be modified to accommodate another To generate valve area ratio for use in another machine.
Diese bekannten Volumenventilatoren erfordern die Verwendung speziell aufgebauter Ventile, um die gewünschten Volumenflächenverhältnisse zu erzielen. Ungeachtet der erhöhten Herstellungskosten eines spezifischen Ventils für einen speziellen Maschinentyp und eines anderen Ventils für einen anderen Maschinentyp, sind die bekannten Ventile nicht zum Austausch geeignet.These known volume fans require the use of specially constructed valves in order to achieve the desired volume area ratios to achieve. Regardless of the increased cost of manufacturing a specific valve for a specific type of machine and another valve for a different type of machine, the known valves are not suitable for replacement.
In anderen Druckkreisen sind die Ventile auch jeweils für jeden Kreis speziell aufgebaut. Ein Beispiel für ein bekanntes Ventil zur Verwendung in einem pneumatischen Steuersystem ist in dem US-Patent 3 663 605 dargestellt. Dieses Ventil benutzt ein flexibles Diaphragma, das wahlweise eine von zwei Einlaßöffnungen verschließt. Wenn der Druck des Gases in einer Einlaßöffnung größer als der in der anderen Einlaßöffnung ist, wird das Diaphragma von der Öffnung mit dem höheren Druck weggestoßen und gibt dadurch den Gasstrom frei. Die andere Öffnung wird verschlossen, wodurch ein Gasstrom verhindert wird. Dieses Ventil ist so aufgebaut, daß es keine einfache Möglichkeit gibt, dasIn other pressure circuits, the valves are also specially designed for each circuit. An example of a well-known valve for use in a pneumatic control system is shown in U.S. Patent 3,663,605. This valve uses a flexible diaphragm that optionally closes one of two inlet openings. When the pressure of the gas in an inlet port is larger than that in the other inlet port, the diaphragm is pushed away from the port with the higher pressure and thereby releases the gas flow. The other opening is closed, preventing gas flow. This valve is structured in such a way that there is no easy way to get that
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Ventilflächenverhältnis zu ändern, ohne ein neues Gehäuse und ein neues Diaphragma mit unterschiedlichen Abmessungen zu konstruieren. Infolgedessen kann dieses Ventil nicht leicht in einem anderen System verwendet werden, das andere Ventilflächenverhältnisse erfordert.To change valve area ratio without constructing a new housing and a new diaphragm with different dimensions. As a result, this valve cannot easily be used in a different system that has different valve area ratios requires.
Ein anderes Ventil ist in dem US-Patent 3 419 031 offenbart. Das in diesem Patent dargestellte Ventil weist gleichfalls die oben genannten Beschränkungen auf. Insbesondere weist dieses Ventil ein speziell aufgebautes federndes Ventilelement auf, dessen Abmessungen auf die Abmessungen der Einlaß- und Auslaßleitungen abgestimmt sind. Wie oben angegeben, ist es nicht leicht möglich, dieses Ventil so zu ändern, daß es in einem anderen System verwendet werden kann.Another valve is disclosed in U.S. Patent 3,419,031. The valve shown in this patent also has that above mentioned restrictions. In particular, this valve has a specially constructed resilient valve element whose Dimensions are matched to the dimensions of the inlet and outlet lines. As stated above, it is not easily possible modify this valve so that it can be used in another system.
Die bekannten Ventile weisen somit die Unzulänglichkeit eines zu speziellen Aufbaues auf. Dies führt zu einer sehr großen Anzahl von Ventilen, die alle für dieselbe Funktion aufgebaut sind. Die vorliegendeErfindung überwindet diese Probleme,indem sie ein Ventil schafft, das leicht modifizierbar ist, um verschiedene Ventilflächenverhältnisse zu erreichen. Auf diese Weise kann ein Ventilkörper zur Verwendung in verschiedenen Umgebungen hergestellt werden. Die Kosten für die Konstruktion verschiedener Ventile zur Verwendung bei verschiedenen Druckkreisen werden dadurch verringert.The known valves thus have the inadequacy of one to special structures. This leads to a very large number of valves, all set up for the same function are. The present invention overcomes these problems by providing a valve that is easily modifiable to accommodate various To achieve valve area ratios. In this way, a valve body can be used in various Environments are established. The cost of constructing different valves for use on different pressure circuits are thereby reduced.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, bei der auf einfache und billige Weise das Flächenverhältnis desVentils ohne vollständige Neukonstruktion geändert v/erden kann.It is therefore the object of the invention, in a simple and inexpensive way, the area ratio of the valve without complete New construction can be changed.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Diaphragma sich über die Kammer nahe bei der Auslaßöffnung erstreckt, um die Auslaßöffnung wahlv/eise zu verschließen; und daß Mittel in dem Körper vorgesehen sind, um ein Ringelement neben dem Diaphragma anzuordnen, bzw. daß ein Diaphragma sich nahe der Auslaßöffnung über die Kammer erstreckt, um die Auslaßöffnung wahlweise zu verschließen; und daß Mittel vorgesehen sind, um einen Teil des Diaphragmas zu unterstützen, wobei diese Mittel sich, ausgehend von einer Stelle nahe dem Umfang der Kammer, in diese Kammer erstrecken. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Exhalationsventil geschaffen, das in verschiedenen Volumenventilatorkreisen einsetzbar ist.This object is achieved in that a Diaphragm extends across the chamber proximate the outlet port to selectively close the outlet port; and that means are provided in the body for arranging a ring element adjacent to the diaphragm, or that a diaphragm extends across the chamber proximate the outlet port to selectively close the outlet port; and that funds are provided are to support part of the diaphragm, these means starting from a point near the Perimeter of the chamber, extend into this chamber. The solution according to the invention creates an exhalation valve, which can be used in various volume fan circuits.
Im allgemeinen ist das erfindungsgemäße Exhalationsventil aufgebaut zur Verwendung in einem Gasstromkreis, wie einem VoIumenventilatorkreis. Das Ventil weist einen Ventilkörper mit einer Kammer auf, die in Strömungsverbindung mit einer Gaseinlaßleitung und einer Gasauslaßleitung ist. Die Gaseinlaßleitung ist so aufgebaut, daß sie mit einer vom Patienten kommenden Verbindung gekoppelt werden kann, so daß die vom Patienten ausgeatmeten Gasö direkt durch die Gaseinlaßöffnung in die vom Ventilkörper gebildete Kammer geführt werden. Die Gasauslaßleitung führt die ausgeatmeten Gase aus der Kammer heraus. In general, the exhalation valve according to the invention is designed for use in a gas flow circuit, such as a volume fan circuit. The valve comprises a valve body having a chamber which is in flow communication with a gas inlet line and a gas outlet conduit. The gas inlet line is constructed in such a way that it can be coupled to a connection coming from the patient, so that the gases exhaled by the patient are fed directly through the gas inlet opening into the chamber formed by the valve body. The gas outlet line leads the exhaled gases out of the chamber.
Ein Diaphragma erstreckt sich quer über die im Ventilkörper gebildete Kammer und ist so gestaltet, daß sie wahlweise die Auslaßöffnung verschließt. Das Diaphragma wird von einer entfernbaren Kappe in seiner Stellung gehalten, wodurch ein leichtes Ersetzen des Diaphragmas durch Diaphragmen anderer Gestalt ermöglicht wird.A diaphragm extends across the one in the valve body formed chamber and is designed so that it optionally closes the outlet opening. The diaphragm is held in place by a removable cap, allowing easy replacement of the diaphragm with diaphragms of other shapes is made possible.
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Am Umfang der Kammer sind an der inneren Wand des Ventilkörpers eine Vielzahl von sich nach oben erstreckenden Stützelementen vorgesehen. Diese Stützelemente werden verwendet, um ein Ringelement zu stützen, welches seinerseits einen Teil des sich über die Kammer erstreckenden Diaphragmas abstützt. Auf diese Weise wird die wirksame Fläche des Diaphragmas vermindert. Wenn demgemäß das Ringelement verwendet wird, wird die wirksame Fläche des Diaphragmas bezüglich der Fläche der Auslaßöffnung vermindert. At the periphery of the chamber are a plurality of upwardly extending support members on the inner wall of the valve body intended. These support elements are used to support a ring element, which in turn covers part of the supports the chamber extending diaphragm. In this way the effective area of the diaphragm is reduced. If accordingly the ring element is used, the effective area of the diaphragm is reduced with respect to the area of the outlet opening.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Ventilflächenverhältnis leicht modifiziert werden, um den Erfordernissen eines speziellen Kreises, in dem das Ventil verwendet wird, zu genügen. Insbesondere braucht lediglich die Kappe vom Ventil abgenommen, das Diaphragma und das Ringelement ausgetauscht und ein anderes Diaphragma oder Diaphragma/Ringkombination eingesetzt zu werden. Die Kappe wird dann wieder aufgesetzt und das Ventil ist fertig zum Gebrauch.By using the valve according to the invention, the valve area ratio can be easily modified to meet the requirements of a particular circuit in which the valve is used will be enough. In particular, it is only necessary to remove the cap from the valve and replace the diaphragm and the ring element and another diaphragm or diaphragm / ring combination to be used. The cap is then put back on and the valve is ready to use.
Die Arbeitsweise des Ventils ist in Jeder Ausgestaltung im wesentlichen dieselbe. Beim Einatmen verschließt das Diaphragma die Auslaßöffnung und verhindert dadurch, daß Gas durch das Ventil strömt. Dies wird durch die Verwendung eines positiven Druckes oberhalb des Diaphragmas erreicht, wie weiter unten näher erläutert ist. Der von den Gaskräften ausgeübte Druck bringt das Diaphragma außer Eingriff mit der Auslaßöffnung, wodurch das ausgeatmete Gas in den Körper des Ventils einströmen kann, wo es durch die Auslaßleitung aus dem Ventilkörper herausströmt. Wenn ein Ringelement verwendet wird, ist der Druck, der erforderlich ist, um das Diaphragma von der Auslaßöffnung abzuheben, geringer als bei der Verwendung eines Diaphragmas ohne Ringelement. Dies ist darauf zurückzuführen, daß dasThe operation of the valve in each embodiment is essentially the same. The diaphragm closes when inhaled the outlet opening and thereby prevents gas from flowing through the valve. This is done by using a positive Pressure reached above the diaphragm, as will be explained in more detail below. The pressure exerted by the gas forces disengages the diaphragm from the outlet opening, causing the exhaled gas to flow into the body of the valve where it flows out of the valve body through the outlet line. If a ring element is used, that is Pressure required to lift the diaphragm from the outlet opening is less than when using a diaphragm without ring element. This is due to the fact that the
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Ringelement einen Teil des Diaphragmas unterstützt, wodurch dessen virksame Fläche vermindert wird. Das Ventilflächenverhältnis (wirksame Fläche des Diaphragmas - Fläche der Auslaßöffnung) ist größer ohne das Ringelement als mit dem Ringelement. Wenn daher eine spezielle Diaphragma- und Ringkombination verwendet wird oder ein Ringelement nicht eingesetzt wird, kann das Ventil modifiziert werden, um spezielle Ventilflächenerfordernisse eines gegebenen Volumen-Ventilatorkreises zu erfüllen.Ring element supports a part of the diaphragm, whereby its effective area is reduced. The valve area ratio (effective area of the diaphragm - area of the outlet opening) is larger without the ring element than with the ring element. Therefore, if a special diaphragm and ring combination is used or a ring element is not used, the valve can be modified to meet specific valve area requirements of a given volume fan circuit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and described below.
Nachfolgend v/erden Exhalationsventile für die Verwendung in einem Volumenventilatorkreis beschrieben. Das Ventil weist einen Ventilkörper auf, der eine Kammer mit einer Gaseinlaßleitung und einer Gasauslaßleitung bildet, die beide in Strömungsverbindung mit der Kammer stehen. Ein Diaphragma erstreckt sich quer über die Kammer und schließt selektiv die Gaseinlaßleitung ab. An der Innenseite des Ventilkörpers sind sich nach oben erstreckende Stützelemente angeordnet, die dazu dienen, ein entfernbares Ringelement in einer Stellung neben dem Diaphragma zu halten. Das Ringelement ist so aufgebaut, daß es einen Teil des Diaphragmas über der Kammer abstützt.Exhalation valves for use in a volume fan circuit are described below. The valve points a valve body defining a chamber having a gas inlet conduit and a gas outlet conduit, both of which are in flow communication stand with the chamber. A diaphragm extends across the chamber and selectively closes the gas inlet conduit away. On the inside of the valve body, upwardly extending support elements are arranged, which serve to to hold a removable ring member in position adjacent the diaphragm. The ring element is constructed so that it supports part of the diaphragm over the chamber.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Exhalationsventils in auseinandergezogener Darstellung;1 is an exploded perspective view of the exhalation valve;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines der bei dem Ventil verwendeten Diaphragmen;Figure 2 is a perspective view of one of the diaphragms used in the valve;
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- ίο -- ίο -
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linien 2-2 der Fig. 1, wobei die innere Gestaltung des Ventils mit einem ersten Diaphragma zu sehen ist; undFig. 3 is a cross-section along lines 2-2 of Fig. 1; wherein the internal configuration of the valve can be seen with a first diaphragm; and
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei der innere Aufbau des Ventils mit einem zweiten Diaphragma zu sehen ist.Fig. 4 is a cross-section along line 2-2 of Fig. 1; the internal structure of the valve can be seen with a second diaphragm.
1. Die Vorrichtung1. The device
In Fig. 1 ist das Ventil 10 dargestellt. Das Ventil 10 weist einen Ventilkörper 12 auf, der ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 14 bildet, welches eine Kammer 16 enthält. Eine Zuführleitung 18 und eine Auslaßleitung 20 sind in Strömungsverbindung mit der Kammer 16. An der Innenwand des Ventilkörpers 12 ist eine Vielzahl von sich nach oben erstreckenden Stütz- oder Zentrierelementen 28 angeordnet. Wie im folgenden näher erläutert ist, dienen diese Stützelemente 28 dazu, um ein Ringelement in dem Gehäuse 14 zu positionieren. In der Nähe des Bodens des Ventilkörpers 12 ist auch ein sich nach außen erstreckendes und im wesentlichen rechteckiges Befestigungselement 22 angebracht. Dieses Befestigungselement 22 ermöglicht es, das Ventil 10 an einem (nicht dargestellten) Träger anzubringen und dadurch in einer vorbestimmten Stellung zu halten.In Fig. 1, the valve 10 is shown. The valve 10 has a valve body 12 which is a substantially cylindrical Forms housing 14 which contains a chamber 16. A feed line 18 and an outlet conduit 20 are in flow communication with the chamber 16. On the inner wall of the valve body 12 is a plurality of upwardly extending support or centering elements 28 are arranged. As explained in more detail below is, these support elements 28 serve to position a ring element in the housing 14. Near the bottom An outwardly extending and substantially rectangular fastener 22 is also attached to the valve body 12. This fastening element 22 makes it possible to attach the valve 10 to a carrier (not shown) and thereby to hold in a predetermined position.
Ein Ende der Zuführleitung 18 weist einen Abschnitt 26 auf, der sich in die Kammer 16 erstreckt und eine ringförmige Gasabgabeöffnung 24 bildet. Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist die öffnung 24 am Umfang der Kammer 16 angeordnet. Das andere Ende der Gaszuführleitung 18 sowie die Auslaßleitung 20 haben speziell geformte Kupplungsenden 30, wie sie in der Technik bekannt sind. Diese Enden 30 ermöglichen es, die Leitungen schnell mitOne end of the supply line 18 has a portion 26 which extends into the chamber 16 and an annular gas discharge opening 24 forms. In the preferred embodiment, the opening 24 is arranged on the circumference of the chamber 16. The other end of the gas supply line 18 as well as the outlet line 20 have specially shaped coupling ends 30, as are known in the art are. These ends 30 make it possible to quickly connect the lines
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(nicht dargestellten) flexiblen Rohren oder anderen Elementen in einem Volumenventilatorkreis zu verbinden.(not shown) flexible pipes or other elements to connect in a volume fan circuit.
Das Ventil 10 weist auch ein flexibles, kreisförmiges Diaphragmaelement 32 auf, das quer über die Kammer 16 angeordnet ist. Eine Kappe oder ein Deckel 34 ist mittels einer Schnappverbindung am Körper 12 angebracht, wie nachfolgend beschrieben wird und hält das Diaphragma 32 in der Kammer 16. In der Mitte des Deckels befindet sich eine Gaseinlaßöffnung 36, die dazu verwendet v/erden kann, ein Gas in das Ventil 10 zu führen. Es sei jedoch bemerkt, daß bei der bevorzugten Ausgestaltung das Gas vom Teil 36 nicht in die Kammer 16 strömt, sondern nur in den Bereich oberhalb des Diaphragmas 32. Auf diese Weise kann der Druck oberhalb des Diaphragmas 32 reguliert werden.The valve 10 also includes a flexible circular diaphragm member 32, which is arranged across the chamber 16. A cap or lid 34 is snap-fitted on Body 12 is attached as described below and holds the diaphragm 32 in the chamber 16. In the center of the lid there is a gas inlet port 36 which can be used to introduce a gas into the valve 10. It should be noted, however, that in the preferred embodiment the gas does not flow from part 36 into chamber 16, but only into the area above the diaphragm 32. In this way, the pressure above the diaphragm 32 can be regulated.
Bei der ersten Ausgestaltung der Erfindung ist ein kreisförmiges Kunststoff-Ringelement 38 im Ventilkörper 12 angeordnet und ruht auf den Stützelementen 28. Dies ist in den Fig. 1 und 3 dargestellt. Bei der bevorzugten Ausgestaltung ist das Ringelement 38 im Körper 12 nahe der Peripherie der Kammer 16 angeordnet und umgibt die Gasausströmöffnung 24. Es sei jedoch angemerkt, daß auch andere Mittel zum Stützen des Ringgliedes 38 im Ventilkörper 12 im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein können. Nachdem das Ringelement 38 in seiner Stellung angeordnet ist, wird das Diaphragma 32 darübergelegt. Das Diaphragma 32 weist einen sich nach oben erstreckenden Abschnitt 54 auf, der über das Ringelement 38 gekrümmt ist, und einen im wesentlichen kreis förmigen Abschnitt 56, der wahlweise dazu verwendet wird, die Gasströmungsöffnung 24 zu verschließen. Das Diaphragma 32 ruht auf einem eine Nut bildenden Bereich, der von einer inneren Wand 42 und einer äußeren Wand 44 des Ventilkörpers 12 gebildet wird. Wenn der Deckel 34 über dem Diaphragma 32 angeordnet ist, wie dies deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist, rastet die Schnapp- In the first embodiment of the invention, a circular plastic ring element 38 is arranged in the valve body 12 and rests on the support elements 28. This is shown in FIGS. In the preferred embodiment, the ring member 38 is located in the body 12 near the periphery of the chamber 16 and surrounds the gas discharge opening 24. It should be noted, however, that other means for supporting the ring member 38 in the valve body 12 may be provided within the scope of the invention. After the ring member 38 is placed in position, the diaphragm 32 is placed over it. The diaphragm 32 has an upwardly extending portion 54 which is curved over the ring member 38, and a substantially circular portion 56 which is optionally used to close the gas flow opening 24. The diaphragm 32 rests on a groove-forming area which is formed by an inner wall 42 and an outer wall 44 of the valve body 12 . When the cover 34 is arranged over the diaphragm 32, as shown more clearly in FIG.
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verriegelung über die Lippe 40 ein. Genauer gesagt, schnappt ein Rand 52 am Deckel 34 über die Lippe 40 und wird von an der Peripherie der Lippe 40 ausgebildeten, sich nach außen erstrekkenden streifenförmigen Elementen 48 in seiner Stellung gehalten. Eine kreisförmige Leiste 50 ist an der inneren Oberfläche des Deckels 34 ausgebildet und drückt das Diaphragma 32 in die Nut 46. Dadurch wird das Diaphragma 32 in seiner Stellung gehalten. Es sei jedoch angemerkt, daß auch andere Mittel zum Halten des Diaphragmas 32 erfindungsgemäß verwendet werden können.locking over the lip 40. More specifically, a rim 52 on cover 34 snaps over lip 40 and is held in place by outwardly extending strip-shaped members 48 formed on the periphery of lip 40. A circular ridge 50 is formed on the inner surface of the lid 34 and presses the diaphragm 32 into the groove 46. This holds the diaphragm 32 in place. It should be noted, however, that other means of holding the diaphragm 32 can also be used in accordance with the invention.
Es wird nun wieder auf Fig. 3 Bezug genommen, in der zu sehen ist, daß das Ringelement 38 einen Teil des Diaphragmas 32 unterstützt, wodurch dieser Teil des Diaphragmas 32 daran gehindert wird, sich über die Kammer 16 zu erstrecken. Der wirksame Bereich des Diaphragmas 32 über der Kammer 16 wird verringert, wodurch das Ventilflächenverhältnis vermindert wird. Dadurch wird ein geringerer Druck benötigt, um das Diaphragma 32 von der Gasauslaßöffnung 24 abzuheben.Reference is now made again to Figure 3., Is seen in that the ring member 38 a part of the diaphragm 32 supports, thereby this portion of the diaphragm 32 is prevented from extending over the chamber 16. The effective area of the diaphragm 32 over the chamber 16 is reduced, thereby reducing the valve area ratio. As a result, a lower pressure is required in order to lift the diaphragm 32 from the gas outlet opening 24.
Im folgenden ist eine zweite Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, beschrieben. Bei dieser zweiten Ausgestaltung ist das Ringglied 38 entfernt und ein kreisförmiges Diaphragma 32A von etwas anderer Gestalt als das Diaphragma 32 ist in den Ventilkörper 12 eingesetzt. Bei der zweiten Ausgestaltung, bei der das Ringglied 38 entfernt ist, ist das Diaphragma 32A so ausgebildet, daß es einen sich im wesentlichen nach unten erstreckenden Abschnitt 58 und einen kreisförmigen Abschnitt 60 aufweist, der oberhalb und angrenzend an die Auslaßöffnung 24 angeordnet ist. Der Abschnitt 60 dient dazu, die Auslaßöffnung 24 in derselben Weise wie der Abschnitt 56 des ersten Diaphragmas 32 zu schließen. Alle anderen Elemente des Ventilkörpers 12 sind bei der zweiten Aus-A second embodiment of the invention, as shown in FIGS. 2 and 4, is described below. In this second embodiment, the ring member 38 is removed and a circular diaphragm 32A of slightly different shape than the diaphragm 32 is inserted into the valve body 12. In the second embodiment, in which the ring member 38 is removed, the diaphragm 32A is formed so that it has a substantially downwardly extending portion 58 and a circular portion 60 which is disposed above and adjacent to the outlet port 24th The section 60 serves to close the outlet opening 24 in the same way as the section 56 of the first diaphragm 32. All other elements of the valve body 12 are in the second configuration
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gestaltung gleich wie bei der ersten.design the same as the first.
2. Arbeitsweise des Ventils2. Operation of the valve
Es wird nun die Arbeitsweise des Ventils 10 beschrieben. Bei einer Betriebsweise des Ventils ist ein zur Verbindung mit den Patienten vorgesehener (nicht dargestellter) Schlauch mit der Gaszuführleitung 20 verbunden und an dieser über das Kupplungsende 30 angebracht. In gleicher Weise ist ein Auslaßschlauch (nicht dargestellt) mit der Gasauslaßleitung 22 über das Kupplungsende 30 verbunden. Beim Einatmen ist es erforderlich, einen positiven Druck oberhalb des Diaphragmas 32 aufrechtzuerhalten. Dazu ist ein Gasversorgungsrohr mit der Gaseinlaßöffnung 36 am Deckel 3^ verbunden, so daß ein Gas in das Ventil 10 oberhalb des Diaphragmas 32 oder 32A eingeführt werden kann. Dadurch wird es ermöglicht, einen positiven Druck oberhalb des Diaphragmas zu erzeugen. Beim Ausatmen ist es manchmal wünschenswert, einen positiven Druck über dem Diaphragma aufrechtzuerhalten, wodurch der Patient gezwungen wird, einen erhöhten Druck auszuüben, um über das Diaphragma auszuatmen. Der ausgeübte erhöhte Druck wird von dem Luftdruck über dem Diaphragma und dem Ventilflächenverhältnis bestimmt. Es sei jedoch angemerkt, daß bei anderen Anwendungen es wünschenswert sein kann, einen derartigen Überdruck nicht aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wird beim Ausatmen kein Druck über dem Diaphragma aufrechterhalten.The operation of the valve 10 will now be described. In one mode of operation of the valve, a hose (not shown) provided for connection to the patient is connected to the gas supply line 20 and attached to it via the coupling end 30. In the same way, an outlet hose (not shown) is connected to the gas outlet line 22 via the coupling end 30. When inhaling, it is necessary to maintain a positive pressure above the diaphragm 32. For this purpose, a gas supply pipe is connected to the gas inlet opening 36 on the cover 3 ^ so that a gas can be introduced into the valve 10 above the diaphragm 32 or 32A. This makes it possible to generate a positive pressure above the diaphragm. When exhaling, it is sometimes desirable to maintain positive pressure across the diaphragm, thereby forcing the patient to apply increased pressure to exhale across the diaphragm. The increased pressure exerted is determined by the air pressure across the diaphragm and the valve area ratio. It should be noted, however, that in other applications it may be desirable not to maintain such an overpressure. In this case, no pressure is maintained over the diaphragm when you exhale.
In Fig. 3 sind Pfeile 70 zu sehen, die im wesentlichen die Strö mung des Gases andeuten, das von einem Patienten ausgeatmet wird, und das durch ein Ventil 10 gemäß der ersten Ausgestaltung geführt wird. Genauer gesagt wird, wenn der Patient mit genü gendem Druck ausatmet, der Druck über dem Diaphragma 38 (wobei ein positiver Druck von einer Gasquelle oder der Atmosphäre zugeführt wird) überwunden. Dies bewirkt, daß das Diaphragma 32 In Fig. 3 arrows 70 can be seen, which essentially indicate the flow of the gas that is exhaled by a patient and that is passed through a valve 10 according to the first embodiment. More specifically, if the patient exhales with sufficient pressure, the pressure across the diaphragm 38 (with a positive pressure being supplied from a gas source or the atmosphere) will be overcome. This causes the diaphragm 32
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die Öffnung 24 freigibt. Die ausgeatmete Luft strömt dann durch die Einlaßleitung 18, durch die Gasauslaßöffnung 24 in die Kammer 16. Die ausgeatmete Luft würde dann durch die Auslaßleitung 20 aus der Kammer 16 abströmen. Beim Einatmen wird ein positiver Druck in dem Ventil oberhalb des Diaphragmas erzeugt, wodurch der Abschnitt 56 des Diaphragmas 32 die Öffnung 24 in Eingriff nimmt. Dadurch wird verhindert, daß das Gas aus dem Patientenkreis über das Ventil 10 ausströmt. Luft oder andere Gase werden dem Patienten von einem Ventilator, der dem Patientenkreis stromaufwärts vom Ventil 10 verbunden ist, zugeführt.the opening 24 releases. The exhaled air then flows through the inlet conduit 18, through the gas outlet opening 24, into the chamber 16. The exhaled air would then flow out of the chamber 16 through the outlet line 20. When inhaling it becomes a positive Pressure is created in the valve above the diaphragm, causing portion 56 of diaphragm 32 to engage opening 24 takes. This prevents the gas from flowing out of the patient circuit via the valve 10. Air or other gases supplied to the patient by a ventilator connected to the patient circuit upstream of valve 10.
Wie weiter oben beschrieben ist, sind die bekannten Ventilatorkreise so aufgebaut, daß spezielle Drucke erforderlich sind, um zu bewirken, daß das Diaphragma 32 die Auslaßöffnung 24 freigibt, wodurch die ausgeatmete Luft abströmen kann. Die Erfindung ermöglicht dies und weiterhin, daß der Druck durch ein speziell geformtes Ringelement und Diaphragma reguliert werden kann. Das Ringelement 38 erstreckt sich gegen die Mitte der Kammer 16 und unterstützt bei einer Ausgestaltung einen Teil des Diaphragmas 32. Da der Ring 38 als Unterstützung für einen Abschnitt des Diaphragmas 32, wirkt, wird die Kraft, die erforderlich ist, um das Diaphragma 32 von der Auslaßöffnung 24 abzuheben, verringert. Falls gewünscht wird, die erforderliche Kraft zum Abheben des Diaphragmas 32 von der Öffnung 24 zu erhöhen, kann das Ringglied 38 entfernt und/oder ein anderes Diaphragma oder ein anderer Ring verwendet werden. Beispielsweise kann bei der zweiten Ausgestaltung der zum Freigeben des Diaphragmas von der Öffnung 24 erforderliche Druck erhöht werden, indem das Diaphragma 32 durch das Diaphragma 32A ersetzt wird und das Ringelement 38 aus dem Ventil 10 entfernt wird. Das Diaphragma 32A wird dann nicht von einem Ringelement unterstützt und bietet dadurch eineAs described above, the known fan circuits are constructed so that specific pressures are required to cause the diaphragm 32 to clear the outlet port 24, allowing the exhaled air to escape. The invention enables this and further that the pressure by a specially shaped Ring element and diaphragm can be regulated. The ring element 38 extends towards the center of the chamber 16 and supports a portion of the diaphragm 32 in one embodiment. Since the ring 38 acts as a support for a portion of the Diaphragm 32, acts, the force required to lift the diaphragm 32 from the outlet port 24 is reduced. If it is desired to increase the force required to lift the diaphragm 32 from the opening 24, the ring member 38 can be removed and / or a different diaphragm or ring can be used. For example, the second Embodiment, the pressure required to release the diaphragm from the opening 24 can be increased by removing the diaphragm 32 is replaced by the diaphragm 32A and the ring member 38 is removed from the valve 10. The diaphragm 32A then becomes not supported by a ring element and thus offers a
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größere wirksame Fläche. Diese größere wirksame Fläche macht einen erhöhten Druck erforderlich, um das Diaphragma 32A von der Auslaßöffnung 24 abzuheben. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung eines Diaphragmas 32 und eines Ringelementes 38, das Ventilflächenverhältnis annähernd 1:1 ist, obwohl Modifikationen im Ring 38 oder dem Diaphragma 32 zu Ventilflächenverhältnissen zwischen 1:1 und 2:1 führen können. Bei Verwendung eines Diaphragmas 32A ohne ein Ringelement wird ein Ventilflächenverhältnis von annähernd 2:1 erzielt. Andere Ventilflächenverhältnisse, die größer als 2:1 sind, liegen gleich-JäLls im Rahmen der Erfindung.larger effective area. This larger effective area makes an increased pressure necessary to the diaphragm 32A of lift off the outlet opening 24. It has been found that when using a diaphragm 32 and a ring element 38, the valve area ratio is approximately 1: 1, although modifications in ring 38 or diaphragm 32 to valve area ratios between 1: 1 and 2: 1. When a diaphragm 32A without a ring member is used, a valve area ratio becomes of approximately 2: 1 achieved. Other valve area ratios that are greater than 2: 1 are equal to -JäLls within the scope of the invention.
Die Erfindung schafft so eine Lösung, bei der ein Ventilkörper hergestellt und in einer Vielzahl von Druckkreisen verwendet werden kann. Falls eine Änderung des wirksamen Flächenverhältnisses des Ventils 10 gewünscht ist, kann der Deckel 34 leicht vom Körper 10 entfernt werden, indem er über die Lippe 40 schnappt und das Diaphragma 32 und das Ringelement 38 kann leicht entfernt werden. Ein anderes Diaphragma, beispielsweise das Diaphragma 32A, kann dann eingesetzt und der Deckel 34 über die Schnappverriegelung wieder mit dem Körper 12 verbunden werden. Das Ventil ist dann fertig für die Verwendung in einem Kreis, der ein anderes Ventilflächenverhältnis erfordert.The invention thus provides a solution in which a valve body is manufactured and used in a plurality of pressure circuits can be. If a change in the effective area ratio of the valve 10 is desired, the cover 34 can easily can be removed from body 10 by snapping over lip 40 and allowing diaphragm 32 and ring member 38 to be removed easily removed. Another diaphragm, for example diaphragm 32A, can then be inserted and cover 34 over the snap lock can be reconnected to the body 12. The valve is then ready for use in one Circle that requires a different valve area ratio.
Eine Vielzahl von Materialien, Formen und anderen Gestaltungen kann bei der Erfindung verwendet werden. Es sei daher angemerkt, daß Änderungen erfolgen können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können bei bevorzugten Ausgestaltungen alle Teile aus Kunststoffmaterial wie Nylon, PVC, Acrylharzen und dergleichen bestehen. Natürlich können auch andereA variety of materials, shapes, and other configurations can be used with the invention. It should therefore be noted that that changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in preferred configurations all parts are made of plastic material such as nylon, PVC, acrylic resins and the like. Of course, others can too
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Materialien wie verstärkte Kunststoffe oder sogar Metalle erfindungsgemäß verwendet werden. Weiterhin kann die Form des Diaphragmas und des Ringelementes geändert werden, um zahlreiche verschiedene Ventilflächenverhältnisse zu erhalten. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und dargestellten speziellen Ausgestaltungen beschränkt.Materials such as reinforced plastics or even metals according to the invention be used. Furthermore, the shape of the diaphragm and the ring member can be changed to numerous to obtain different valve area ratios. The invention is thus not limited to that described and illustrated limited special configurations.
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